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Wie sich Windgeräusche im Fahrzeug kosteneffizient lokalisieren lassen

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Neuer Windgeräuschprüfstand ersetzt subjektiven Eindruck von Testfahrern und liefert valide Ergebnisse (Symbolbild).
Neuer Windgeräuschprüfstand ersetzt subjektiven Eindruck von Testfahrern und liefert valide Ergebnisse (Symbolbild). (Bild: Clipdealer)

Die Lokalisierung von Windgeräuschen im Fahrzeug ist zumeist mit hohen Kosten verbunden und nicht serienmäßig realisierbar. Abhilfe schafft ein Windgeräuschprüfstand, der alle kritischen Positionen automatisiert analysiert und als End-of-Line-Test direkt an den Produktionsprozess angeschlossen werden kann.

Montage- und Produktionsfehler an Fahrzeugen führen im Fenster-, Tür- und Dachbereich oftmals zu Undichtigkeiten, welche bei der Fahrt die Bildung unangenehmer Windgeräusche zur Folge haben. Die betroffenen Stellen in einem Windkanal zu lokalisieren, ist jedoch mit hohen Kosten verbunden und nicht serienmäßig realisierbar. Auch Straßenfahrten mit Neufahrzeugen eignen sich zu diesem Zweck nur bedingt – sie sind zeitaufwändig und können aufgrund der subjektiven Wahrnehmung des Testfahrers keine genauen, validen Ergebnisse liefern. Außerdem besteht die Gefahr von Beschädigungen am Fahrzeug, zum Beispiel durch Steinschlag.

Aus diesem Grund hat die A + H Klima- und Systemtechnik GmbH einen Windgeräuschprüfstand entwickelt, der alle kritischen Positionen automatisiert überprüft und als End-of-Line-Test direkt an den Produktionsprozess angeschlossen werden kann. Das Fahrzeug wird hierfür in eine schallgedämpfte Testkabine befördert, ehe die kritischen Bereiche mit einer stufenlos einstellbaren Luftgeschwindigkeit von bis zu 160 km/h angeblasen werden. Mikrofone im Inneren des Fahrzeugs leiten die exakten Messungen der Windgeräusche dann an ein akustisches Auswertsystem weiter, das das Fahrzeug abschließend als IO oder NIO klassifiziert. Die Messergebnisse werden dabei gespeichert und können bei Bedarf aufgerufen werden, um die Fehlerquelle exakt zu lokalisieren. Auf diese Weise gewährleistet der serienmäßig reproduzierbare Vorgang valide Messungen bei kürzeren Testzeiten sowie geringeren Kosten und verhindert Kundenreklamationen.

Insbesondere bei hochwertigen Fahrzeugen sind die Kundenanforderungen bezüglich Innengeräuschen sehr hoch“, erklärt Volker Hoffmann, A + H-Geschäftsführer. „Das Sound-Design und die Vermeidung von Undichtigkeiten sind daher zentrale Qualitätsmerkmale bei der Akquise eines Neuwagens.“ Um solche undichten Schwachstellen genau zu lokalisieren, werden bereits in der Entwicklungsphase oftmals Untersuchungen im aeroakustischen Windkanal durchgeführt. Zwar lassen sich bei diesem Verfahren akkurate Resultate erzielen, allerdings geht die Methode auch mit einem erheblichen Kostenaufwand einher und ist nicht für die serienmäßige Produktion geeignet.

Daher greifen viele Hersteller auf eine andere Taktik zurück und führen Testfahrten durch, bei denen geschultes Personal undichte Stellen während des Fahrvorgangs ausmachen soll. Neben einem erhöhten Zeitaufwand und einigen unberechenbaren Variablen wie der Witterung ist diese Methode jedoch auch nicht in der Lage, valide Ergebnisse zu liefern, da die Stärke der Innengeräusche dem subjektiven Empfinden des Testfahrers unterliegt. Kundenreklamationen aufgrund von Fertigungs- und Montagefehlern sind deshalb die Folge.

Modellspezifische Prüfung

Der nun entwickelte Windgeräuschprüfstand, der als End-of-Line-Bereich fungiert, liefert valide Ergebnisse und schließt dadurch aufwändige Fehlersuchen und Nacharbeiten in der Service-Werkstatt aus. Kernelement der Vorrichtung ist die schallgedämpfte Testkabine des Prüfstands; dort wird das Fahrzeug mittels eines Transportbands oder durch den Werker hineinbefördert, ehe ein integriertes Erkennungssystem das jeweilige Modell identifiziert. „Die Windgeräuschprüfung arbeitet typabhängig. Dementsprechend können wir – je nach Fahrzeugausführung – die Verfahrwege des Blasmoduls sowie die Düsenstärke unterschiedlich programmieren, damit sich möglichst exakte Ergebnisse erzielt lassen“, berichtet Hoffmann. Ist dieser Identifizierungsprozess abgeschlossen, werden in einem nächsten Schritt hochsensible Mikrofone, die für die Messung der Innengeräusche verantwortlich sind, mittels einer typspezifischen Halterung im Fahrzeug angebracht; die genaue Platzierung übernimmt dabei entweder ein Werker oder ein Roboter.

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Über die A + H Klima- und Systemtechnik GmbH

Anschließend ist der Prüfstand bereit, den Test auf etwaige Undichtigkeiten durchzuführen: Über ein verfahrbares Portal mit drei Düsen (1x oben, 2x seitlich) werden kritische Bereiche wie die Dach-, Tür- und Fensterdichtung mit einer stufenlos einstellbaren Luftgeschwindigkeit von bis zu 160 km/h angeblasen; auch das Spiegeldreieck oder die Antennen lassen sich mit dieser Methode auf Windgeräusche testen. „Die spezielle Anordnung der Düsen am Portal ermöglicht, dass wirklich alle potentiellen Risiko-Vorrichtungen einzeln geprüft werden können“, erläutert Hoffmann. „Auch eine Beschädigung des Lacks durch angesaugte Luftverschmutzungen ist ausgeschlossen, da jedes der drei Lüftungsgeräte der Düsen mit Taschenfiltern ausgestattet ist.“

Drahtlose Übertragung der Messungen

Ist der Prüfprozess beendet, übertragen die Mikrofone die Ergebnisse an ein akustisches Auswertungssystem. Dieses speichert die Messdaten und analysiert anhand eines vorher festgelegten Toleranzbandes, ob die Werte im akzeptablen Bereich liegen oder das Fahrzeug zur Nacharbeit zurückgeführt werden muss. Erst dann entnimmt der Werker beziehungsweise der Roboter das Mikrofon, ehe die Steuerung das Ein-und Ausfahrtstor der Prüfkabine öffnet und ein neues Fahrzeug zur Prüfung einfahren lässt.

Aufgrund der an die Produktion angepassten Taktzeit des Prüfvorgangs ist es A + H möglich, die zu testenden Fahrzeuge in möglichst kurzer Zeit und obendrein kostengünstig auf Undichtigkeiten zu prüfen. Die reproduzierbare Untersuchung gewährleistet zudem exakte Vergleichswerte – ein deutlicher Vorteil gegenüber Testfahrten mit Neuwagen. „Wir gehen davon aus, dass die Sensibilität der Verbraucher für Innengeräusche im Fahrzeug durch stetig verbesserte Dämpfvorrichtungen und neue Antriebsarten wie den Elektromotor zukünftig weiter zunehmen wird“, erklärt Hoffmann. „Solche Mobilitätstrends unterstreichen daher noch einmal deutlich die Notwendigkeit von reproduzierbaren und validen Windgeräuschtests, um auch weiterhin den wachsenden Anforderungen der Kunden gerecht zu werden.“

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